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今年九月，美国能源部（DOE）正式发布了新一年的LED照明照明研发计划（SSL R&D plan），并对冷暖光LED以及OLED提出了多项技术指标要求，并预测了2025年相关的指标要求。

在今年的LED照明照明研发计划（SSL R&D plan）中，整个研发计划分为两份文件，一份为2017年推荐性技术指标文件，另一份为能源部在能源节约与光效提升等方面的预测文件。

基于现在的行业发展现状，DOE认为LED技术的逐步应用即将在2015年到2035年这二十年的时间内为美国带来累计超过42夸特的能源节约（大约相当于14.6亿吨标准煤）。DOE表示如果行业能够参照研发计划达到预期的技术指标，整个累计能源节约能够达到62夸特。而额外的20夸特就能够满足90%美国 家庭一年的电力需求。

LED技术指标

图1 冷暖光LED光效预测曲线

如图1所示，混合LED结构在目前来看，整体光效要远低于单一冷暖光的LED，但是在未来会有一个比较大的光效飞跃。

表1 LED封装光效预测

单位类型2014201620202025目标
LED 封装光效(lm/W)冷白光（5700K）158168218240255
暖白光（3000K）131137208237255

结合图1与表1，冷光与暖光LED在光效方面一直保持着一定的差值。到2020年，暖光LED仍然保持着10lm/w的差距，冷光LED达到了218lm/w的高光效。但是到了2025年，DOE预测冷暖光LED光效的差距就会缩小到3lm/w。冷暖光LED的封装光效均达到255lm/w的目标值。

OLED技术指标

图2 白光OLED光效预测曲线

相对于LED高光效，OLED的进步比较缓慢，其光效一直处于较低的水平。DOE声称OLED的光效在目前来看很难在实验室外的环境突破100lm/w。主要原因还是来自器件本身的稳定性以及较低的光线输出效率。然而在2014年，DOE曾经预测这种光效的面板应该开始有相关产品发布。

表2 白光OLED面板光效预测

单位201620202025目标
面板光效 (lm/W)60110150190

对于OLED来说，光效和光通量的提升并不是有效提升OLED应用的主要方法。其技术关键还是在于大面积制造，其受制于材料和工艺的限制。OLED面板的稳定性也是一个难点，由于有机材料很容易氧化受潮，因此需要额外的保护层处理，尤其是在柔性面板方面。

其他指标

表3 不同颜色LED发光效率预测

单位2016年现状2020年中期目标2025年最终目标
IQE at 35 A/cm279% (蓝光)39% (绿光)75% (红光)13% (深黄光)90%54%87%32%95%59%94%36%
EQE at 35 A/cm2, 25°C69% (蓝光)32% (绿光)54% (红光)10% (深黄光)81% (蓝光)46% (绿光)65% (红光)24% (深黄光)88%56%76%30%
PCE† at 35 A/cm266% (蓝光)22% (绿光)44% (红光)8% (深黄光)80% (蓝光)35% (绿光)55% (红光)20% (深黄光)86%50%65%25%
Current droop – Relative EQE at 100 A/cm2vs. 35 A/cm285%95%96%

在本次的研发计划中，蓝光LED的效率衰减仍然处于领先水平，并且在未来几年的预测中，蓝光的内量子效率（IQE）、外量子效率（EQE）以及光电转换效率（PCE）都处于较高的水平，DOE预测到2025年，蓝光的相关效率为95%（IQE）、88%（EQE）、86%（PCE）以及96%（current droop）。

结论

DOE预测到2020年，LED系统光效将达到200lm/w。同时，研发计划也在呼吁新的器件结构和制造工艺来提升整体器件光效。LED驱动和电源成为提升效率以及延长使用寿命的关键。

• ssl_suggested-research-topics_sep2017.pdf
• ssl_supplement_suggested-topics_sep2017_0.pdf